DE1192532B - Hilfskraftvorrichtung, insbesondere zum Betaetigen der Bremsen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 63 c - 53/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1192532
B5109411/63c
15. November 1958
6. Mai 1965

Die Erfindung betrifft eine Hilfskraftvorrichtung, insbesondere zum Betätigen der Bremsen von Kraftfahrzeugen, bei der eine vom Bedienenden mittels eines Steuergliedes betätigbare Ventileinrichtung die Bewegung eines Kraftgliedes steuert, bei der ferner das Kraftglied und ein Kraftübertragungsglied gegeneinander beweglich sind und zwischen das Kraftglied und das Kraftübertragungsglied eine Vorrichtung eingeschaltet ist, die die Kraft des Kraftgliedes auf das Kraftübertragungsglied und eine Reaktionskraft auf den Bedienenden durch das Steuerglied der Ventileinrichtung überträgt.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art enthält die Vorrichtung zum gleichzeitigen Übertragen der Kraft des Kraftgliedes auf das Kraftübertragungs- J glied und einer Reaktionskraft auf den Bedienenden eine Mehrzahl von im allgemeinen radial angeordneten Hebeln, die sich auf das Steuerglied der Ventileinrichtung abstützen und dadurch durch das Steuerglied einen Bruchteil der von dem Kraftglied ao auf das Kraftübertragungsglied übertragenen Kraft auf den Bedienenden übertragen. Solche Vorrichtungen waren verwickelt im Aufbau und infolgedessen schwierig zusammenzusetzen und einzustellen, wodurch die Herstellungs- und Wartekosten erhöht as wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Hilfskraftvorrichtung dieser Art eine reaktionsübertragende Vorrichtung vorzusehen, bei der eine Mindestanzahl an Teilen verwendet wird, die billig in der Herstellung und einfach in der Zusammensetzung sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein durch Druck verformbarer halbstarrer Körper zwischen dem Kraftglied, z.B. dem Hilfskraftkolben, und dem Kraftübertragungsglied angeordnet ist und daß der halbstarre Körper auf einen die Reaktionskraft übertragenden Teil einwirken kann.

Vorzugsweise ist dieser halbstarre Körper elastisch verformbar, so daß er in seine ursprüngliche Gestalt zurückkehrt, wenn die Verformungskräfte aufhören. Dieser halbstarre Körper kann aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material bestehen oder die Form eines mit Flüssigkeit gefüllten formbaren Beutels oder Balges haben.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Hilfskraftvorrichtung mit einem Hauptzylinder zum Betätigen der hydraulischen Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen,

Hilfskraftvorrichtung, insbesondere zum
Betätigen der Bremsen von Kraftfahrzeugen

Anmelder:

The Bendix Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,

Regensburg, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

Earl Robert Price, South-Bend, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. November 1957
(699 384)

Fig. 2 einen Teilschnitt einer zweiten Ausführungsart der Erfindung,

Fig. 3 einen Teilschnitt einer dritten Ausführungsart der Erfindung und

Fig. 4 einen Teilschnitt einer vierten Ausführungsart der Erfindung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist der Hydraulik-Hauptzylinder A mit Schrauben an dem vorderen, geschlossenen Ende der Hilfskraftvorrichtung B befestigt, die den Kolben C aufnimmt, der dazu bestimmt ist, die die Flüssigkeit verdrängende Stange D in den Hydraulik-Hauptzylinder A hineinzudrücken, um aus diesem die darin vorhandene Flüssigkeit zu verdrängen. Die Betätigung der Hilfskraftvorrichtung B wird durch eine Steuerventileinrichtung E geregelt, die von dem Kolben C getragen und durch die Betätigungsstange F bewegt wird, die aus dem Deckel am rückwärtigen Ende der Hilfskraftvorrichtung B herausragt und durch das Bremspedal eines Kraftfahrzeugs verschoben werden kann.

Der Kolben C wird durch den vorderen Kolbenteil 32 und den hinteren Kolbenteil 34 gebildet, die durch Schrauben miteinander verbunden sind, um an ihrem Umfang die Kolbenmanschette 36 aufzunehmen und um ferner eine innere Ventilkammer im Kolben zu bilden. Die Hilfskraftvorrichtung bei der während der normalen Ruhestellung, der atmosphärische Druck auf beiden Seiten des Kolbens C lastet, wird durch die Verbindung des Vakuums mit

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dem vorderen Druckraum 38 auf der Vorderseite des Kolbens C betätigt. Das Vakuum für die Betätigung der Hilfskraftvorrichtung erhält man für gewöhnlich aus dem Ansaugrohr des Fahrzeugs, in das die Vorrichtung eingebaut ist, und es wird über ein kurzes Schlauchstück 40 in einen vorn offenen, ringförmigen Unterdruckraum 42 geleitet, der durch einen Ansatz 44 gebildet wird und auf der Rückseite des Kolbens C nach hinten vorspringt. Das vordere Ende des ringförmigen Unterdruckraums 42 ist normalerweise durch einen ringförmigen Ventilteller 46 abgeschlossen, der am rückwärtigen Ende einen kleinen, verhältnismäßig starren Abdichtflansch 48 hat, während er am vorderen Ende einen größeren, elastischen Flansch oder Membranteil 50 besitzt. Die Außenkanten des Membranteils 50 werden von dem vorderen Kolbenteil 32 und dem hinteren Kolbenteil 34 festgeklemmt, um damit eine Abdichtung zu erzielen; der hintere Abdichtflansch 48 wird normalerweise unter Vorspannung zum Anliegen an eine so Ventilsitzfläche 52 gebracht, die an der inneren Trennwand des ringförmigen Unterdruckraums 42 gebildet wird, wobei die. Vorspannung von einer Schraubenfeder bewirkt wird, die zwischen dem vorderen Kolbenteil 32 und dem ringförmigen Ventilteller 46 liegt. Das Vakuum im Schlauch 40 ist normalerweise im Unterdruckraum 42 eingeschlossen, und zwar durch das sich radial ausdehnende Membranteil 50 sowie durch das Anliegen des Abdichtflansches 48 an der ringförmigen Ventilsitzfläche 52.

Die Betätigung der Hilfskraftvorrichtung wird durch Verschieben des beweglichen Steuerstücks 56 erzielt, das axial verschiebbar in dem Unterdruckraum 42 angeordnet ist und die Aufgabe hat, während seiner Betätigung entweder atmosphärischen Druck oder Vakuum in den vorderen Druckraum 38 zu leiten. Das vorn befindliche Ende des Steuerstücks 56 ist mit einer ringförmigen Ventilsitzfläche 58 versehen, die dazu bestimmt ist, gegen den Abdichtflansch 48 des ringförmigen Ventiltellers 46 zu stoßen, und zwar von der Innenseite der ringförmigen Ventilsitzfläche 52 aus. Der Ringraum 60 zwischen der Ventilsitzfläche 58 und der Ventilsitzfläche 52 bildet einen Steuerraum 60, der über die Kanäle 62 und 64 im Kolben C mit dem vorderen Druckraum 38 in Verbindung steht. Der atmosphärische Druck wird ständig auf die Rückseite des Kolbens C, und zwar über das Luftfilter 66, die öffnung 68 in der Seitenwand der Hilfskraftvorrichtung und daher über den Kanal 70 im Kolben C nach dem Raum vor dem Membranteil 50 geleitet, das mit der Ventilsitzfläche 58 in Verbindung steht. Bei normalem Zustand der Hilfskraftvorrichtung steht das verschiebbare Steuerstück 56 hinten — ohne an dem Abdichtflansch 48 anzuliegen —, und zwar so, daß der Anschlag 72 (Ringfläche) an der Schulter 74 im rückwärtigen Teil des Ventilraums anliegt. In dieser Stellung kann die Luft auf der Rückseite des Kolbens C über den Kanal 70, den Steuerraum 60, die Kanäle 62 und 64 in den vorderen Druckraum 38 gelangen.

Die Betätigung der Hilfskraftvorrichtung wird durch Herunterdrücken des Bremspedals des Fahrzeugs (nicht abgebildet) eingeleitet, worauf das Steuerstück 56 in axialer Richtung nach innen bewegt wird, um zu bewirken, daß die Ventilsitzfläche 58 gegen den Abdichtflansch 48 des ringförmigen Ventiltellers 46 stößt. Die Verbindung des atmosphärischen Drucks von der Rückseite des Kolbens C mit dem Druckraum 38 wird hierdurch unterbrochen; die weitere Bewegung des Steuerstücks 56 nach innen bewirkt, daß sich der ringförmige Ventilteller 46 ebenfalls nach innen bewegt und sich von der Ventilsitzfläche 52 abhebt, um danach den Unterdruckraum 42 mit dem Druckraum 38, und zwar über den Steuerraum 60 und die oben beschriebenen Kanäle, zu verbinden. Dadurch wird in dem Druckraum 38 eine Druckverringerung hervorgerufen, wodurch der Kolben C nach vorn bewegt und die Verdrängerstange D in den Druckraum 12 des Hauptzylinders A gedrückt wird und damit eine Betätigung der Fahrzeugbremsen einleitet. Wenn der gewünschte Grad der Bremsung erreicht ist, wird die Vorwärtsbewegung der Betätigungsstange F unterbrochen, worauf sich der Kolben C weiter nach vorn bewegt, und zwar weit genug, um die Ventilsitzfläche 52 gegen den Abdichtflansch 48 des Ventiltellers 46 zu drücken, wodurch ein weiterer Druckabbau im Druckraum 38 verhindert wird.

Falls der Bedienende die Bremskraft zu verringern wünscht, wird der Betätigungsstange F ermöglicht, sich nach hinten zu bewegen, worauf die Ventilsitzfläche 58 des Steuerstücks 56 sich in Richtung nach hinten von dem Abdichtflansch 48 des Ventiltellers abhebt, um danach atmosphärischen Luftdruck von der Rückseite des Kolbens C nach dem Druckraum 38 zu leiten und hierdurch den Druckunterschied zwischen den beiden Kolbenseiten zu verringern. Der Flüssigkeitsdruck in dem Druckraum 12 in Verbindung mit der Rückholfeder 76, die zwischen dem vorderen Teil der Hilfskraftvorrichtung und dem Federteller 78 — der an der Verdrängerstange D befestigt ist — liegt, bewirkt, daß sich die Verdrängerstange D und der Kolben C nach hinten bewegen, um der Bewegung des Steuerstücks 56 zu folgen. Sobald die Bremskraft auf das gewünschte Maß reduziert und die weitere Bewegung des Steuerstücks 56 unterbrochen worden ist, bringt eine geringe zusätzliche, nach hinten gerichtete Bewegung des Kolbens C den Abdichtflansch 48 des Ventiltellers 46 an der Ventilsitzfläche 58 zum Anliegen, um einen anschließenden weiteren Druckanstieg im Druckraum 38 zu verhindern. Eine Ventil-Rückholfeder 80 ist zu dem Zweck vorgesehen, das Steuerstück 56 unter Vorspannung in Richtung nach hinten von dem Ventilteller 46 zu trennen; und für den Fall, daß eine vollständige Entlastung der Bremsen gewünscht wird, bewirkt das Wegnehmen des Fußes vom Bremspedal ein Anliegen des Steuerstücks 56 an der Schulter 74, um zu veranlassen, daß der atmosphärische Druck voll auf den Druckraum 38 wirkt, wodurch die Anlage atmosphärisch ausgesetzt und der Kolben C veranlaßt wird, die in der Zeichnung dargestellte Stellung einzunehmen.

Die in Fig. 1 dargestellte HilfskraftvorrichtungB übt auf das Betätigungsorgan eine Rückwirkung aus, um dem Bedienenden die Größe der Kraft, die von der Hilfskraftvorrichtung entwickelt wird, anzuzeigen. Bestimmten Prinzipien der Erfindung entsprechend wird die von der Hilfkraftvorrichtung abgegebene Energie auf eine Seite eines beidseitig begrenzten, zusammendrückbaren Körpers gegeben, an dem das Rückwirkungsorgan der Hilfskraftvorrichtung anliegt und der von einem Monteur während der Zusammenbauarbeiten geholt und gehandhabt werden kann. Die die Rückwirkung er-

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zeugende Konstruktion G, die in Fig. 1 dargestellt im halbstarren Körper 86 erzeugen, der nicht langer

ist, benutzt einen im Volumen veränderlichen Raum durch die von der Schraubenfeder 94 ausgeübte Kraft

82, der zwischen dem Kraftglied, nämlich dem ausgeglichen werden kann; und die unausgeglichene

Kolben C, und dem Kraftübertragungsglied, näm- Kraft wird auf das Steuerstück 56 übertragen, um lieh der Verdrängerstange D, wirksam angeordnet ist. 5 dem Bedienenden die Größe des Druckanstiegs über

Im vorliegenden Beispiel wird der volumenveränder- den im allgemeinen vorher bestimmten Druck von

liehe Raum druch einen nach vorn offenen, zylindri- etwa 7 kg/cm² im Druckraum 12 hinaus anzuzeigen,

sehen Raum gebildet, der in einem sich in Längs- Der vorher bestimmte Flüssigkeitsdruck, der in dem

richtung ausdehnenden angegossenen Ansatz 84 am vorliegenden Beispiel etwa 7 kg/cm² beträgt, ist dafür vorderen Kolbenteil 32 gebildet wird. Der hintere io vorgesehen, jenen Druck nazuahmen, bei dem die

Teil der Verdrängerstange D ist im vorderen Teil Fahrzeug-Bremsbacken sich an die Bremstrommeln

des Raumes 82 verschiebbar angeordnet, und ein anlegen, womit die Verzögerung des Fahrzeugs

halbstarrer Körper 86, der weiter unten beschrieben beginnt.

wird, liegt zwischen dem Ende der Verdränger- Es hat sich herausgestellt, daß zahlreiche Arten stange D und dem hinteren Ende des Raumes 82. Bei 15 halbstarrer oder verformbarer Körper verwendet wer-Betätigung der Hilfskraftvorrichtung wird der den können, um einen Verformungsdruck zu erKolben C nach vorn gedruckt, wodurch sich der langen, der die Größe der Druckkraft anzeigt, die Ansatz 84 teleskopartig über das Ende der Ver- auf den Körper ausgeübt wird. Die in F i g. 1 dardrängerstange D schiebt, während in dem Druck- gestellte Ausführungsart benutzt eine elastomere raum 12 des Hauptzylinders A ein Flüssigkeitsdruck ao Verbindung, die vorzugsweise einen normalen Queraufgebaut wird. Die der Verdrängerstange D mit- schnitt hat, der ein wenig größer ist als der des geteilte Energie bewirkt einen Verformungsdruck in Raums, in den sie eingepaßt ist, so daß sie mit Festdem halbstarren Körper 86, wobei die Größe des sitz in dem Raum sitzt, wodurch ein Herausfallen Drucks im allgemeinen der Kraft proportional ist, des Körpers aus der Einbaustellung während der die durch die Verdrängerstange D auf die Flüssigkeit 25 Zusammenbauarbeiten verhindert wird. Zahlreiche in dem Druckraum 12 ausgeübt wird. Wie vor- Materialsorten aus Naturgummi sowie synthetischem stehend angegeben ist, wird der in dem halbstarren Gummi sind durchgeprüft worden, und es hat sich Körper 86 entwickelte Verformungsdruck auf eine herausgestellt, daß sie alle dazu geeignet sind, in die Rückwirkungskonstruktion ausgeübt, die ihre Ener- Bohrung oder aus der Bohrung, in der sich das gie dem Betätigungsorgan der Hilfskraftvorrichtung 30 Rückwirkungsmittel befindet, hineingedrückt oder mitteilt, um der Betätigungsbewegung entgegen- herausgezogen zu werden, ohne daß bei mehreren zuwirken. Die die Rückwirkung übertragende Kon- hunderttausend Arbeitszyklen irgendwelche Ausfälle struktion gemäß F i g. 1 enthält ein stulpenförmiges auftreten. Die Größe der Kraft, die erforderlich ist, Teil 88, das einen radialen, nach außen gebogenen die Materialien in die oder aus der Öffnung für den Flansch 90 in Nähe des offenen Endes hat und das 35 Gegenkolben zu ziehen, steigt im allgemeinen mit zwischen dem halbstarren Körper 86 und dem An- der Materialhärte, die z. B. durch einen Härtesatz 92 im rückwärtigen Teil des Raumes 82 an- prüfer gemessen werden kann. Im wesentlichen geordnet ist. Eine Schraubenfeder 94 liegt zwischen zeigen alle diese Materialien eine Erscheinung, die dem hinteren Ende des stulpenförmigen Teils 88 und allgemein mit Hysteresis bezeichnet wird, bei der dem Kopf 96 des Gegendruckbolzens 98, um den 40 eine etwas größere Kraft erforderlich ist, das Kopf 96 an dem halbstarren Körper 86 zu halten; Material in die Gegendrucköffnung während der und das andere Ende des Gegendruckbolzens 98 Betätigung der Hilfskraftvorrichtung zu drücken, ragt aus einer öffnung 100 im rückwärtigen Bereich als die, die notwendig ist, wenn sich das Material des stulpenförmigen Teils 88 heraus und hat von während der Entlastung der Hilfskraftvorrichtung dem beweglichen Steuerstück 56 nur einen geringen 45 aus dem Gegendruckraum zuriickbewegt. Die Abstand. Das überstehende Ende des Gegendruck- Hysteresisversuche erfolgten durch Messen der erbolzens 98 ragt in eine Bohrung 102 im vorderen forderlichen Größe der Kraft, die auf die Be-Teil des Steuerstücks 56 hinein und ist in der tätigungsstange F einer Hilfskraftvorrichtung, die Buchse verschiebbar angeordnet. Der Gegendruck- der in der Zeichnung dargestellten Konstruktion bolzen 98 muß zweckmäßigerweise so lang sein, daß 50 ähnlich ist, ausgeübt werden muß, während der das vorher errechnete Spiel zwischen der Hinter- Flüssigkeitsdruck in. dem Hauptzylinder A verkante des GegendruckboLzens und der. Vorderkante anlaßt wird, zunächst von dem atmosphärischen der Gummischeibe 104 am Boden der Bohrung 102 Druck aus anzusteigen und dann auf diesen Druck erzielt wird, wenn die Ventilsitzfläche 58 des Steuer- wieder abzufallen. Naturgummisorten ergeben völlig Stücks an dem Abdichtflansch 48 des Ventiltellers 46 55 befriedigende Hysteresiswerte, während einige anliegt. Die Gegendruck-Schraubenfeder 94 hat eine Kunstgummisorten zu hohe Werte ergeben, ins-Federkraft, die so groß ist, daß sie der Verformung besondere solche Sorten, bei denen die durch einen des halbtsarren Körpers 86 im stulpenförmigen Teil Härteprüfer ermittelte Härtezahl über 30 liegt. Der 88 so lange Widerstand entgegensetzt, bis im Druck- Hysteresisverlust, wie dieser bezeichnet wird, war raum 12 ein Druck von etwa 7 kg/cm² erzeugt ist. 60 bei allen Beispielen völlig zufriedenstellend, bei Wenn in dem Druckraum 12 Drücke über etwa denen die Scheibe mit einem zweckmäßigen Schmier-7 kg/cm² erzeugt werden, so gibt die Schraubenfeder mittelfilm überzogen wurde, z. B. mit Öl, Fett oder 94 nach, so daß der Gegendruckbolzen 98 nach hin- Molybdändisulfid; und es ist fetsgestellt worden, daß ten aus dem stulpenförmigen Teil 88 hinausgedrückt völlig befriedigende Hysteresiswerte dann erzielt werden kann und das hintere Ende des Gegendruck- 65 werden, wenn die Elastomere ganz geringe Ölbolzens mit dem Steuerstück 56 in Berührung mengen enthalten, die über die elastomere Masse kommt. Ein weiterer Druckanstieg im Druckraum 12 gleichmäßig verteilt werden, wie es durch das wird danach einen vergrößerten Verformungsdruck homogene Untermischen des Öls unter die elastomere

Masse vor der Vulkanisation erreicht wird. Elastomere, die auf diese Weise mit Öl vermischt werden, werden allgemein als ölgefüllte Stoffe bezeichnet. Versuche mit fluoriertem Silikonpolymer haben gezeigt, daß der Werkstoff äußerst geringe Hysteresis- S Verluste hat, und zwar ohne Verwendung eines Schmiermittelüberzugs.

Die in F i g. 2 dargestellte Ausführungsart entspricht im allgemeinen derjenigen von Fig. 1; der hauptsächliche Unterschied ist der, daß ein anderer halbstarrer Körper verwendet wird, um die gewünschte Rückwirkung zu erzielen. Jene Teile der F i g. 2, die den entsprechenden Teilen der F i g. 1 gleichen, tragen die gleiche Bezugsnummer, jedoch unter Hinzusetzung des Kennbuchstabens »α«. Der unter Druck verformbare Körper 106, der in F i g. 2 dargestellt ist, besteht aus einem elastischen Hohlkörper, der mit einer zweckentsprechenden Flüssigkeit gefüllt ist, z. B. aus einer Gummitasche, die mit Pflanzenöl gefüllt ist, und arbeitet in einer Weise, die derjenigen gleicht, wie sie für die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsart beschrieben worden ist.

Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsart entspricht im allgemeinen der von Fig. 2 und unterscheidet sich von ihr hauptsächlich darin, daß der darin gezeigte, die Rückwirkung weiterleitende halbstarre Körper balgenförmig ausgebildet ist und ein metallisches Gehäuse hat, das vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die Teile der Fig. 3, die den entsprechenden Teilen der F i g. 1 gleichen, werden mit der gleichen Nummer unter Hinzufügung des Kennbuchstabens »fe« bezeichnet. Der Faltenbalg 108 ist vorzugsweise mit einer Sicke 110 versehen, die an die öffnung für den Gegenkolben angrenzt, um die Bewegung des Knopfs 112, der durch die ringförmige Sicke gebildet wird, in die bzw. aus der öffnung für den Gegendruckbolzen zu erleichtern. Die Faltenbälge werden vorzugsweise auch eine oder mehrere Wellen am Umfang aufweisen, um das Zusammendrücken des Körpers durch die Stange Db zu erleichtern.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsart der Hilfskraftvorrichtung ist derjenigen von Fig. 1 ganz ähnlich und stellt in verschiedener Hinsicht eine Vereinfachung der Konstruktion im Vergleich zu der von Fig. 1 dar. In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsart werden jene Teile, die den entsprechenden Teilen von Fig. 1 gleichen, durch die gleiche Nummer unter Hinzusetzung des Kennbuchstabens »c« gekennzeichnet. Der volumenveränderliehe Raum 82 c der vorliegenden Ausführungsart wird gleichfalls in dem ringförmigen Ansatz 84 c gebildet, der an das vordere Kolbenteil 32 c mit angegossen ist. Wie bei der Ausführungsart in Fig. 1 ist im hinteren Teil des Raums 82 c eine zylindrische Scheibe oder ein zylindrischer Körper aus einer elastomeren Verbindung angeordnet, und das Ende der Verdrängerstange Dc kann so gegen die äußere Stirnseite des elastomeren Körpers stoßen. Es hat sich gezeigt, daß elastomere Körper genügender Steifheit, die durch Härteprüfer oder ähnliche Geräte gemessen wird, eine ausreichende Elastizität aufweisen, so daß der eigene Widerstand gegen die Verformung dazu benutzt werden kann, eine Rückwirkung an Stelle der Schraubenfeder 94, wie sie in den vorstehenden Ausführungsarten verwendet wird, zu bewirken. Der Gegendruckbolzen 98 c der vorliegenden Ausführungsart wird durch das vordere

Ende des Steuerstücks 56 c gebildet und ragt in die zylindrische Führung 116 hinein, die im vorderen Kolbenteil 32 c direkt gebildet wird. Diese Konstruktion hat — verglichen mit der Ausführungsart von F i g. 1 — den weiteren Vorteil, daß die durch einen Zwischenbolzen verursachten Probleme des Ausfluchtens eliminiert werden. Ein solcher Bolzen, der nicht fluchtet, verursacht unangenehme Verspannungserscheinungen. Die zylindrische Führung 116 steht mit dem Raum 82 c in Verbindung, und das Ende des Gegendruckbolzens 98 c ist — wie bei den vorstehenden Ausführungsarten — mit einem Kopf 96 c versehen, der sich in der zylindrischen Führung 116 hin- und herbewegen kann und dazu bestimmt ist, gegen die hintere Stirnfläche des elastomeren Körpers 114 zu stoßen. In der vorliegenden Ausführungsart ist der Bolzen 98 c so lang, daß ein vorher bestimmtes Spiel zwischen seinem Kopf 96 c und dem elastomeren Körper 114 besteht, wenn die Ventilsitzfläche 58 c und die Ventilsitzfläche 52 c an dem Abdichtflansch 48 c anliegen. Durch Einstellen dieses Spiels in bezug auf die Steifheit des elastomeren Körpers 114 wird eine gewünschte, vorher bestimmte Kraft benötigt, die durch das kraftabgebende Mittel, in diesem Falle die Verdrängerstange Dc, übertragen wird, um zu veranlassen, daß der Körper 114 in die zylindrische Führung 116 gedrängt wird, um am Kopf 96 c einwandfrei anzuliegen. Völlig zufriedenstellende Ergebnisse können durch Anwendung dieser zweckmäßigen Anordnung an Stelle der Schraubenfeder 94 bei den vorstehenden Ausführungsarten erzielt werden, und zwar ohne Einbuße an anderen erwünschten Eigenschaften, wie z. B. Lebensdauer, Hysteresisverlust, »Gefühl« usw.

Die Größe der erforderlichen Kraft, die auf den Körper 114 ausgeübt werden muß, damit er sich an den Kopf 96 c des Gegendruckbolzens 98 c anlegt, steigt im allgemeinen mit zunehmendem Abstand, der zwischen diesen Teilen besteht. Fertigungsverfahren, wie sie benutzt werden, um diese Art der Hilfskraftvorrichtung auf der Basis einer Großreihenfertigung anzufertigen, ergeben Teile, die genügende Unterschiede in den axialen Abmessungen haben, um die Größe der Kraft beträchtlich zu ändern, die auf die Betätigungsstange F ausgeübt werden muß, um in dem Druckraum 12 den vorher bestimmten Flüssigkeitsdruck zu erzeugen. Es hat sich herausgestellt, daß der Abstand zwischen dem Kopf 96 c und dem Körper 114 um ein Maß von etwa 0,762 mm variieren kann und daß eine Veränderung des Abstandes um etwa 0,25 mm bei Verwendung elastomerer Körper 114 mit einer durch ein Härteprüfgerät ermittelten Härtezahl 35 Änderungen des Flüssigkeitsdrucks in dem Druckraum 12 hervorruft, die in der Größenordnung von etwa 1,41 bis 1,76 kg/cm² liegen. Ein Druck von etwa 1,41 bis 1,76 kg/cm² wird als die höchstzulässige Abweichung des abgegebenen Drucks zwischen den verschiedenen Bauteilen, die von der Zusammenbaustraße kommen, angesehen. Darüber hinaus kann zwischen den Körper 114 und den Ansatz 92 c im hinteren Teil des Raums 82 c eine ringförmige Scheibe oder ein Beilagring 118 eingesetzt werden. Die erforderliche Stärke des Beilagrings kann auf die Weise ermittelt werden, indem das Steuerstück 56 c in die überlappte Stellung gebracht wird, während zur gleichen Zeit eine Tiefenschraublehre in den Raum

1 1 »Ζ ΌΟ

82 c eingeführt wird, und zwar bevor der Körper 114 eingesetzt wird, um so den Abstand zwischen dem Kopf 96 c des Gegendruckbolzens 98 c und dem Ansatz 92 c zu messen. Die erforderliche Stärke des Beilagrings 118 kann dann anschließend schnell errnittelt werden. Danach kann der Beilagring von der richtigen Stärke an der dafür vorgesehenen Stelle angeordnet werden, und zwar vor dem Zeitpunkt, zu dem der Körper 114 in seine Einbaustellung eingepreßt wird. ίο

Die Arbeitsweise der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsart gleicht der der vorstehend aufgeführten Ausführungsbeispiele. Bei entlasteter Bremsanlage liegt das Steuerstück 56 c an der Schulter 74 c an, um zwischen der Ventilsitzfläche 58 c und dem Abdichtflansch 48 c einen Zwischenraum zu schaffen, der es dem atmosphärischen Druck gestattet, von der Rückseite des Kolbens C in den Steuerraum 60 c und damit in den vorderen Druckraum 38 c zu strömen, um den normalen, atmosphärisch ausgeglichenen Zustand der Hilfskraftvorrichtung herzustellen. Das Herunterdrücken des Bremspedals des Fahrzeugs bewirkt, daß die Ventilsitzfläche 58 c gegen den Abdichtflansch 48 c stößt, um auf diese Weise die weitere atmosphärische Verbindung mit dem Druckraum 38 c zu unterbrechen, und die weitere Bewegung nach innen bewirkt, daß sich der Abdichtflansch 48c von der Sitzfläche 52 c wegbewegt, um so eine Verbindung zwischen dem unter Unterdruck stehenden Steuerraum und dem vorderen Druckraum 38 c zu schaffen. Eine Verringerung des Drucks im Druckraum 38 c bewirkt, daß sich der Kolben C nach vorn bewegt, um den Flüssigkeitsdruck in dem Druckraum 12 allmählich zu steigern. Zwischen dem Kopf 96 c des Gegendruckbolzens 98 c und dem Körper 114 ist ein ausreichender Abstand vorgesehen, damit die Ventileinrichtung verschoben werden kann, ohne daß der Kopf 96 c gegen den Körper 114 stößt, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die vorher bestimmte Kraft auf die Verdrängerstange D aufgebracht wird. Die Ventilsitzflächen 52 c und 58 c haben einen verhältnismäßig großen Durchmesser, so daß in bezug auf den Abdichtflansch 48 c nur ein kleiner Hub notwendig ist, um den zur Betätigung der Hilfskraftvorrichtung erforderlichen Luftdurchlaß zu schaffen. Der Hub wird bei normaler Betätigung der Hilfskraftvorrichtung für gewöhnlich nur einige tausendstel Zoll betragen. Während durch den Kolben C über den elastomeren Körper 114 auf die Verdrängerstange D immer mehr Kraft ausgeübt wird, steigt der Verformungsdruck in dem Körper, wodurch der Körper allmählich in die zylindrische Führung 116 hineingedrängt wird. Die Menge des hineingedrückten Materials ist im allgemeinen dem Verformungsdruck, der auf den Körper 114 ausgeübt wird, proportional; und bei einer vorher bestimmten Größe der abgegebenen Kraft, die auf die Verdrängerstange D ausgeübt wird, wird eine Berührung zwischen dem Körper 114 und dem Kopf 96 c stattfinden. Danach wird bei fortgesetzter Bewegung des Steuerstücks 56 c der Körper 114 Widerstand entgegensetzen, und zwar mit einer Kraft, die im allgemeinen der von der Verdrängerstange D abgegebenen Kraft proportional sein wird. Durch diese zweckmäßige Konstruktion wird daher dem Fahrer die Größe der durch die Hilfskraftvorrichtung entwickelten Kraft und dadurch die Stärke der Bremsung angezeigt. Sobald die gewünschte Stärke der Bremsung erreicht worden ist, wird die weitere Vorwärtsbewegung der Betätigungsstange F unterbrochen, woraufhin sich der Kolben C nach vorn bewegt, und zwar gerade weit genug, um die Ventilsitzfläche 52c an den Abdichtflansch 48 c zum Anliegen zu bringen und danach das weitere Absaugen von Luft aus dem Druckraum 38 c der Hilfskraftvorrichtung zu verhindern.

Falls eine Entlastung der Hilfskraftvorrichtung gewünscht wird, gestattet die Rückwärtsbewegung der Betätigungsstange F, daß sich die Ventilsitzfläche 58 c von dem Abdichtflansch 48 c abhebt und auf diese Weise Luft in den vorderen Druckraum 38 c strömen läßt, um den Differenzdruck zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Kolbens C zu verringern. Der in dem Druckraum 12 herrschende Flüssigkeitsdruck in Verbindung mit der von der Rückholfeder 76 c ausgeübten Kraft veranlaßt, daß sich die Verdrängerstange D nach rückwärts bewegt. Der elastomere Körper 114 bleibt mit dem Kopf 96 c des Gegendruckbolzens während der Einfahrbewegung des Kolbens so lange in Berührung, bis die vorstehend erwähnte Höhe des Ausgangsdrucks, der im allgemeinen vorher bestimmt wird, erreicht ist (der bei dem vorliegenden Beispiel dem Flüssigkeitsdruck in dem Druckraum 12 entspricht, bei dem die Bremsbacken sich gerade an die Bremstrommeln anlegen). Wenn die Größe der Kraft unter das Niveau der besagten, im allgemeinen vorherbestimmten Kraft absinkt, bewirkt das Rückfederungsvermögen des elastomeren Körpers, daß sich das Material in den Raum 82 c zurückzubewegen beginnt und sich dabei von dem Kopf 96 c des Gegendruckbolzens 98 c löst. Danach wird von dem elastomeren Mittel auf das Steuerstück 56 c eine Rückwirkungskraft nicht mehr übertragen, und der Fahrer braucht lediglich eine Kraft auszuüben, die so groß ist, wie sie zur Betätigung des Ventils und seiner Rückholfedern 80 c und 54 c erforderlich ist.

Es ist klar, daß der halbstarre Körper 86, der in der Ausführungsart gemäß Fig. 1 verwendet wird, selbst nicht genügend Elastizität zu haben braucht, um zu bewirken, daß der Körper in den Raum 82 zurückgeht, da die Schraubenfeder 94, die bei dieser Ausführungsart verwendet wird, diese Aufgabe im wesentlichen übernimmt. Der Körper 86, der bei der Ausführungsart gemäß F i g. 1 verwendet wird, muß jedoch so groß sein, daß er eine bestimmte Materialmenge enthält und daß er während der Fertigung der Vorrichtung von einem Monteur schnell aufgenommen und in den Raum 82 eingesetzt werden kann. In der in F i g. 4 dargestellten Ausfuhrungsart muß der unter Druck verformbare Körper ein hinreichendes Federungsvermögen haben, so daß ein vorbestimmter Verformungsdruck entwickelt werden muß, bevor er um einen vorbestimmten Betrag verformt wird. Bei der Anwendung der Erfindung ist festgestellt worden, daß fluorierte Silikonelastomere überragende Ergebnisse zeitigen und keine wesentlichen Hysteresisverluste selbst dann ergeben, wenn ein Schmiermittel nicht verwendet wird. Ein solches Material ist jedoch gegenwärtig sehr teuer; und es ist festgestellt worden, daß völlig zufriedenstellende Ergebnisse auch ohne die Verwendung eines zusätzlichen Schmiermittels in den Fällen erreicht werden können, bei denen innen geschmierte Elastomere verwendet werden, bei denen mikroskopisch kleine Ölpartikeln in der Masse fein verteilt sind.

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Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hilfskraftvorrichtung, insbesondere zum Betätigen der Bremsen von Kraftfahrzeugen, bei der eine vom Bedienenden mittels eines Steuergliedes betätigbare Ventileinrichtung die Bewegung eines Kraftgliedes steuert, bei der ferner das Kraftglied und ein Kraftübertragungsglied gegeneinander beweglich sind und zwischen das Kraftglied und das Kraftübertragungsglied eine Vorrichtung eingeschaltet ist, die die Kraft des Kraftgliedes auf das Kraftübertragungsglied und eine Reaktionskraft auf den Bedienenden durch das Steuerglied der Ventileinrichtung überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Druck verformbarer halbstarrer Körper (86, 106, 108 oder 114) zwischen dem Kraftglied (C) und dem Kraftübertragungsglied (D) angeordnet ist und daß der halbstarre Körper auf einen die Reaktionskraft übertragenden Teil (98, 98 a, 98 b, ao 98 c) einwirken kann.

2. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftglied (C) oder das Kraftübertragungsglied (D) mit einer den halbstarren Körper begrenzenden Kammer (82, 82 0, 826, 82 c) versehen ist und daß sich gegen den halbstarren Körper das andere in die Kammer derart hineinragende Glied, daß es bei Betätigung des Kraftgliedes das Kammervolumen verkleinern will, und der die Reaktionskraft übertragende Teil (98, 98 a, 98 b, 98 c) des Steuergliedes (E) abstützen.

3. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der halbstarre Körper im wesentlichen in seine ur- sprüngliche Form zurückkehrt, wenn die Verformungsdruckkräfte aufhören.

4. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der halbstarre Körper (86) im Querschnitt ein wenig größer als die Kammer (82) ist.

5. Hilfskraftvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen halbstarren Körper aus einer elastomeren Verbindung.

6. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen halbstarren Körper in der Form eines flüssigkeitsgefüllten geschmeidigen Sackes (106).

7. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen halbstarren Körper in Form eines flüssigkeitsgefüllten Faltenbalges (108, 110).

8. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 1, 2,3, 4, 5 oder 7, gekennzeichnet durch einen halbstarren Körper aus ölgefülltem elastomerem Stoff, in dem mikroskopische Ölpartikel gleichmäßig verteilt sind (sogenannter ölgefüllter Stoff).

9. Hilfskraftvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhestellung der Hilfskraftvorrichtung ein bestimmter Spielraum in an sich bekannter Weise durch den Teil (98) des Ventilsteuergliedes vorgesehen ist, wodurch eine Rückwirkungskraft auf den Bedienenden nur dann übertragen wird, nachdem eine vorbestimmte Leistungskraft auf das angetriebene Glied ausgeübt wird.

10. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das bestimmte Spiel in an sich bekannter Weise zwischen dem Teil (96 c) und dem halbstarren Körper (114) in der Ruhestellung der Hilfskraftvorrichtung vorgesehen ist.

11. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Beilagring (118), welcher zwischen dem halbstarren Körper (114) und dem Kammerboden zum Einstellen des Spieles angeordnet ist.

12. Hilfskraftvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg aus Metall besteht und mit einer ringförmigen Sicke (110) versehen ist, die es ermöglicht, daß der von der Sicke begrenzte Vorsprung (112) des Faltenbalges in die durch einen stulpenförmigen Teil (88) gebildete Öffnung hinein bzw. aus ihr heraus bewegbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1127 002.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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